近日，西安理工大学必威李喜飞教授高性能电池材料团队在钠离子电池关键材料及性能研究方面取得重要研究成果，研究论文“V-O-C Bonding of Heterointerface Boosting Kinetics of Free-Standing Na5V12O32Cathode for Ultralong Lifespan Sodium-Ion Batteries”在线发表于《Advanced Functional Material》（影响因子：19.0），《Advanced Function Material》是材料领域国际知名学术期刊。西安理工大学为该研究论文的第一署名单位，必威博士研究生宋学霞为论文第一作者，孙学良院士和李喜飞教授为该论文通讯作者。该工作获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、陕西省重点科技创新团队和陕西省杰青等项目支持。
伴随着电动汽车和移动电子产品的快速发展，亟需开发高能量密度、长循环寿命的储能电池。开发具有高能量密度的柔性自支撑正极对可穿戴钠离子电池来说是一个挑战。钒基材料因其多价态和具有可调节的离子扩散通道而得到了广泛的研究，层状钒氧化物正极由于其理论容量高，结构稳定性好，成本低，作为钠离子电池正极材料表现出巨大的潜力。然而，它们的实际应用受到了其结构的不稳定和缓慢的扩散动力学的限制。要实现能够充分利用其高容量贡献，同时提升动力学属性的“双赢”策略，对开发具有实用前景的高性能层状氧化物钠电正极至关重要。这将依赖于界面相互作用的精心设计，界面的相互作用支配控制着复合电极的动力学和传输过程，从而获得增强的化学稳定性、电导率的提升和机械性能改善的复合电极。
本工作创新性的通过在界面引入V-O-C键，通过简单低成本的方法设计了一种基于Na5V12O32的异质结构，在界面处构建可控的V-O-C键实现了高效钠离子存储和超长循环稳定性，增强了界面Na+离子传输、改善了结构的稳定性，提高导电性。进一步加速了反应动力学。同时，V-O-C键的构建有效地调控了界面电子结构，增强电化学反应活性，实现对Na+的高效吸附。进一步地，将硬碳负极材料与NVO-rGO正极材料匹配组装成钠离子软包电池，经反复弯曲、折叠后仍表现出优异的电化学性能。该项工作为实现钒氧化物在钠离子电池长循环方面提供了深入的认识，为其他改性电池材料提高钠离子电池电化学性能提供了新的思路。
文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202303211
